EP0011590A1 - Vollisolierte, metallgekapselte Hochspannungsschaltanlage mit Einleiterstromwandlern - Google Patents

Vollisolierte, metallgekapselte Hochspannungsschaltanlage mit Einleiterstromwandlern Download PDF

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EP0011590A1
EP0011590A1 EP79710098A EP79710098A EP0011590A1 EP 0011590 A1 EP0011590 A1 EP 0011590A1 EP 79710098 A EP79710098 A EP 79710098A EP 79710098 A EP79710098 A EP 79710098A EP 0011590 A1 EP0011590 A1 EP 0011590A1
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EP
European Patent Office
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voltage switchgear
screen
switchgear according
conductor
iron core
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EP79710098A
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Hans-Joachim Freygang
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Original Assignee
Siemens AG
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    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/34—Special means for preventing or reducing unwanted electric or magnetic effects, e.g. no-load losses, reactive currents, harmonics, oscillations, leakage fields
    • H01F27/36—Electric or magnetic shields or screens
    • H01F27/361—Electric or magnetic shields or screens made of combinations of electrically conductive material and ferromagnetic material
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02B—BOARDS, SUBSTATIONS OR SWITCHING ARRANGEMENTS FOR THE SUPPLY OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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    • H02B11/26—Arrangements of fuses, resistors, voltage arresters or the like
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02B—BOARDS, SUBSTATIONS OR SWITCHING ARRANGEMENTS FOR THE SUPPLY OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02B13/00—Arrangement of switchgear in which switches are enclosed in, or structurally associated with, a casing, e.g. cubicle
    • H02B13/02—Arrangement of switchgear in which switches are enclosed in, or structurally associated with, a casing, e.g. cubicle with metal casing
    • H02B13/035—Gas-insulated switchgear
    • H02B13/0356—Mounting of monitoring devices, e.g. current transformers

Definitions

  • the high-voltage conductors with iron cores arranged next to one another and carrying secondary windings each form a single-conductor current transformer, the high-voltage conductors being relatively closely spaced from one another due to the compact design of the high-voltage switchgear assembly.
  • another known single-conductor current transformer (DE-PS 15 41 858) is advantageous, in which the secondary winding arrangement is applied over the circumference of the iron core and is distributed so unevenly that its area with the strongest current coating covers the section of the iron core which, as a result of the further current conductor surrounding magnetic field has the largest external field induction.
  • this single-conductor current transformer does not require additional windings in the form of a second secondary winding or in the form of compensating windings, the uneven distribution of the secondary winding over the circumference of the iron core leads to this. the application of the secondary winding still at a comparatively high cost in production.
  • the invention is therefore based on the object, a change in the transmission behavior of current transformers in a fully insulated, metal-encapsulated high-voltage switchgear with several current conductors running side by side in the metal capsule, each of which forms a single-conductor current transformer with iron cores carrying secondary windings, by the currents in the respective adjacent conductors and to avoid it in a technically simple manner as far as possible, or in the case of strong influences from adjacent current conductors to increase the effect of the known secondary windings indicated above with simple means.
  • At least one screen made of ferromagnetic and / or electrically conductive material lies between adjacent iron cores.
  • the main advantage is that a screen is not only relatively easy to manufacture, but can also be placed at the desired location in a manner that is favorable in terms of production technology in the manufacture of the single-conductor current transformers or in their arrangement in the metal capsule. A special structure of the secondary winding arrangement is no longer required, unless the screen is provided as an additional measure.
  • the screen can be designed in different ways according to the invention; so it is considered advantageous if the screen z. B. is flat plate which is held on the inside of the metal capsule.
  • the advantage of such a design of the screen is primarily its ease of manufacture; Another advantage is the fact that it can also be easily attached to the metal capsule, so that when using a screen designed as a flat plate, there is no need to intervene in the structure of the individual single-conductor current transformers.
  • the plates can be made of electrically conductive material in this case, because the screen thus formed represents a short circuit, winding, in which a counter due to induction field to the stray field of the adjacent conductor is generated; this largely compensates for the influence of stray fields.
  • the shield constructed from two plates in the manner described consists of a ferromagnetic and electrically conductive material, because in such a case the shielding effect is further enhanced by the ferromagnetic properties of the material.
  • the shields are firmly connected to the metal capsule and stably connected to one another, then they can also be used to hold the iron cores with secondary windings inside the metal capsule.
  • the shield is shaped corresponding to the outer contour of the iron cores and is arranged on the outside around the respective iron core on the side facing the adjacent current conductor.
  • the shield there is the possibility of holding the shield on the respective iron core, so that the single-conductor current transformers, as far as their structure of iron core and secondary winding is concerned, including the shields, can be manufactured fully assembled and additional measures on the metal capsule for holding the shields can be omitted.
  • each iron core is advantageously surrounded on the outside with a shield.
  • the screens consist of a shape of ferromagnetic material corresponding to the Ausenosur water iron cores, then they advantageously form an interrupted ring, the point of interruption of which lies on the side facing away from the adjacent current conductor.
  • the groove flow of the iron core of the respective single-conductor current transformer is prevented from passing into the screen, causing saturation there and thus reducing the screening effect.
  • the screen is made of an electrically conductive material, then it expediently forms a closed ring which completely surrounds the respective iron core on its outer lateral surface.
  • the screen can be structurally connected to the structure of iron core and secondary winding in different ways.
  • the shield can lie between the iron core and the secondary winding of the respective single-conductor current transformer, although care must be taken to ensure that there is a sufficient radial distance between the iron core and the shield. This requires a relatively strong growth of each single-conductor current converter in the radial direction, so that it appears more disadvantageous for reasons of the smallest possible space requirement if the screen comprises the structure of iron core and secondary winding on the outside.
  • an arrangement of the screens in the manner described last can be the screen effect additionally increase by providing contact bridges for the galvanic connection of adjacent screens in the area of the end faces of adjacent screens.
  • a short-circuit turn is formed in each case, in which, as a result of induction, a counterfield to the field is generated which the shield wants to cross from the adjacent conductor.
  • a disturbance in the transmission behavior of the respective single-conductor current transformer due to the magnetic fields emanating from the neighboring conductors is thus prevented with great certainty.
  • the screens used are made of ferromagnetic material, then it is advantageous to build them up from thin metal sheets, because this increases the screen effect.
  • high-voltage conductors 3, 4 and 5 are arranged in a metal capsule 1 of a high-voltage switchgear 2.
  • the high-voltage conductors 3, 4 and 5 are each surrounded by an iron core 6, 7 and 8, each of which carries a secondary winding 9, 10 and 11.
  • the high-voltage conductors 3, 4 and 5 thus each form a single-conductor current transformer 12, 13 and 14 with the respective structure consisting of the iron cores 6 to 8 and the secondary windings 9 to 11.
  • shields 15, 16 and 17 are provided, which are designed as flat plates.
  • the shields 15 to 17 are arranged in a star shape and are therefore located between the individual single-conductor transducers 12 to 14.
  • the shields 15 to 17 are constructed from a plurality of sheets of ferromagnetic material and therefore have a relatively high shielding effect.
  • the screens 15 to 17 are attached to the metal capsule 1 and meet in the middle of the metal capsule 1; they can also be connected to one another there in a suitable manner.
  • the shields 15 to 17 can also consist of electrically conductive material, because a shielding effect is also achieved in this case by eddy currents.
  • the high-voltage conductors 3, 4 and 5 in turn form a single-conductor current transformer 12, 13 and 140 with the iron cores 6, 7 and 8 and the secondary windings 9, 10 and 11
  • Shields 20, 21 and 22 are again flat and extend from the edge of the metal capsule 1 to its axis in order to collide there.
  • Each of the screens 20 to 22 consists of a flat plate 23, to which a further flat plate 24 is arranged in parallel.
  • the plates 23 and 24, which can consist of ferromagnetic material and / or electrically conductive material, are not only mechanically but also electrically conductively connected to one another at their end faces running perpendicular to the current conductors 3 to 5: each of the screens 20 to 22 accordingly forms a short-circuit turn in which a compensation current J k flows in the direction of the current directions 29 and 30 shown.
  • This compensation current J k is caused as a result of induction in the shields 20 to 22 and generates a magnetic field which is opposite to the stray field of the adjacent current conductors 3 and 4 or 4 and 5 or 3 and 5; As a result, the stray fields are largely compensated for, so that the fault behavior of the individual single-conductor current transformers 12 to 14 is largely unaffected by stray fields of the respectively adjacent current conductors.
  • a single-conductor current transformer 12, 13 and 14 is again formed by the current conductors 3, 4 and 5 together with iron cores 6, 7 and 8 and secondary windings 9, 10 and 11.
  • Each single-conductor current transformer 12 to 14 is surrounded on its outer lateral surface 40, 41 and 42 by a screen 43, 44 and 45, which forms a closed annular cylinder.
  • Each of the screens 43 to 45 consists of electrically conductive Material.
  • the cylinders 43 to 45 extend over the end faces 46 and 47 of the secondary windings 9 to 10 in the direction of the current conductors 3 to 5 and are galvanically connected to one another at their ends by contact bridges 48 and 49.
  • a short-circuit turn is thereby formed in each case, which generates an opposing magnetic field to the respective stray field as a result of a current induced in it.
  • three high-voltage conductors 3, 4 and 5 in turn run in a metal capsule 1 of a fully insulated high-voltage switchgear assembly 2, which each form a single-conductor current transformer 12, 13 and 14 with iron cores 6, 7 and 8 and secondary windings 9, 10 and 11.
  • Each single-conductor current transformer 12 to 14 is provided with a shield 50, 51 and 52 corresponding to the outer contour of the cores 6 to 9.
  • the screens 50 to 52 are made of ferromagnetic material and form broken rings.
  • the point of interruption 53, 54 and 55 of the shields 50 to 52 is in each case on the side facing away from the other current conductors in order not to impair the shielding effect; the interruption points 53 to 55 are provided in order to create an iron path with the highest possible magnetic resistance so that the respective useful flow in the cores 6 to 8 of the individual single-conductor current transformers 12 to 14 does not pass into the shields 50 to 52 and causes saturation there.
  • the shields 50 to 52 are each arranged at a distance A from the iron cores 6 to 7 in order to be able to bypass the magnetic fluxes from the adjacent current conductors past the respective iron core 6 to 8.
  • the individual screens 50 to 52 are advantageously constructed from individual sheets in order to achieve the highest possible screen effect. However, it is also possible to manufacture the screens from sintered material.
  • the invention proposes a high-voltage switchgear assembly with a plurality of single-conductor current transformers arranged next to one another in a metal capsule, in which the fault behavior of the individual current transformers is not impaired by the currents or the magnetic fields of adjacent current conductors of the metal capsule.

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine vollisolierte, metallgekapselte Hochspannungsschaltanlage mit mehreren in der Metallkapsel verlaufenden Stromleitern, die mit nebeneinander angeordneten und Sekundärwicklungen tragenden Eisenkernen jeweils einen Einleiterstrowandler bilden. Um eine Veränderung des Übertragungsverhaltens der Stromwandler durch die Ströme in den jeweils benachbarten Leitern auf möglichst einfache Weise weitestgehend zu vermeiden, liegt erfindungsgemäß zwischen jeweils benachbarten Eisenkernen (6,7,8) zumindest ein Schirm (15, 16, 17) aus ferromagnetischem und/oder elektrisch leitendem Werkstoff. Die Erfindung ist bei einer mehrphasigen, gekapselten Hochspannungsschaltanlage mit nebeneinander liegenden Stromwandlern mit besonderem Vorteil einsetzbar.

Description

  • Stromwandler allgemein und damit auch Einleiterstromwandler sind mit einem Fehler behaftet, der von der Bürde, von der Nenn-Amperewindungszahl, von dem Produkt aus Eisenquerschnitt und Eisenweglänge und von der Nennfrequenz abhängig ist. Bei der Dimensionierung von Stromwandlern kann daher der Fehler durch entsprechende Bemessung der genannten Einflußgrößen vorausbestimmt werden. Der rechnerisch bestimmbare Fehler von Stromwandlern stimmt aber mit dem sich tatsächlich zeigenden Fehler nur dann überein, wenn nicht durch besondere äußere Einflüsse, z. B. durch dichtes Vorbeiführen eines weiteren Stromleiters, eine teilweise Sättigung des Eisenkernes eintritt. Eine derartige Beeinflussung des Fehlerverhaltens von Stromwandlern ist daher auch bei solchen Stromwandlern zu erwarten, die
  • in vollisclierten, metallgekapselten Hochspannungsschaltanlagen mit mehreren in der Metallkapsel verlaufenden Hochspannungsleitern vorhanden sind. In diesen Schaltanlagen bilden nämlich mest die Hochspannungsleiter mit nebeneinander angeordneten und Sekundärwicklungen tragenden Eisenkernen jeweils einen Einleiterstromwandler, wobei die Hochspannungsleiter infolge der gedrängten Bauweise der Hochspannungsschaltanlage in verhältnismäßig engem Abstand voneinander verlaufen.
  • Es ist zur Vermeidung partieller Induktionserhöhungen im Eisenkern von Stromwandlern bekannt (R. Bauer "Die Meßwandler", 1953, Seiten 27 bis 29), auf den Eisenkern mehrere Sekundärwicklungen aufzubringen, die jeweils eine der Übersetzung des Stromwandlers entsprechende Windungszahl aufweisen. Die Sekundärwicklungen sind in einer solchen Anordnung parallel geschaltet, daß in ihnen Ausgleichsströme fließen, wenn die sie durchsetzenden magnetischen Wechselflüsse unterschiedlich groß sind; dadurch wird die Flußdifferenz annähernd beseitigt, und ein zusätzlicher Wandlerfehler entsteht nicht. Die Ausgleichsströme fließen nämlich nicht über die Bürde des Stromwandlers. Nachteilig ist dieser Wicklu-ngsaufbau vor allem insofern, als damit ein erheblicher Aufwand verbunden ist. Bei einem derartigen Aufbau einer Sekundärwicklung müssen nämlich alle sekundären Wicklungsteile eine der Übersetzung des Stromwandlers entsprechende Windungszahl aufweisen. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß infolge der zu dem Nutzstrom hinzukommenden Ausgleichsströme eine erhebliche zusätzliche Erwärmung des sekundären Wicklungskupfers eintritt, der man mit erhöhtem Kupferaufwand und somit weiterem wirtschaftlichem Aufwand begegenen muß.
  • Ferner ist es bei einem Durchführungs-Stromwandler nach dem Manteltyp bekannt (CH-PS 1 24 377), zur Vermeidung partieller Induktionserhöhungen im Eisenkern außer einer Sekundärwicklung auf dem Mittelschenkel Ausgleichswicklungen auf den Außenschenkeln vorzusehen. Auch beseitigen bei unterschiedlich großen Wechselflüssen auftretende Ausgleichsströme die Flußdifferenz weitgehend, so daß Übertragungsfehler durch einen benachbarten Stromleiter vermieden sind. Nachteilig ist auch bei diesem Stromwandler der hohe Aufwand.
  • Diesbezüglich vorteilhafter ist ein anderer bekannter Einleiterstromwandler (DE-PS 15 41 858), bei dem die Sekundärwicklungsanordnung über den Umfang des Eisen kernes aufgebracht und dabei derart ungleichmäßig verteilt ist, daß ihr Bereich mit demstärksten Strombelag den Abschnitt des Eisenkernes bedeckt, der infolge des den weiteren Stromleiter umgebenden Magnetfeldes die größte Fremdfeld-Induktion aufweist. Zwar sind bei diesem Einleiterstromwandler nicht zusätzliche Wicklungen in Form einer zweiten Sekundärwicklung-Oder in Form von Ausgleichswicklungen erforderlich, jedoch führt die ungleichmäßige Verteilung der Sekundärwicklung über den Umfang des Eisenkernes bei. der Aufbringung der Sekundärwicklung immer noch zu einem vergleichsweise hohen Aufwand in der Fertigung.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Veränderung des Ubertragungsverhaltens von Stromwandlern in einer vollisolierten, metallgekapselten Hochspan nungsschaltanlage mit mehreren in der Metallkapsel nebeneinander verlaufenden Stromleitern, die mit Sekundarwicklungen tragenden Eisenkernen jeweils einen Einleiterstromwandler bilden, durch die Ströme in den jeweils benachbarten Leitern auf konstruktiv und fertigungstechnisch einfache Weise weitestgehend zu vermeiden bzw, bei starken Einflüssen benachbarter Stromleiter die Wirkung der oben angegebenen bekannten Sekundärwicklungen mit einfachen Mitteln zu verstärken.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe liegterfindungsgemäß zwischen jeweils benachbarten Eisenkernen zumindest ein Schirm aus ferromagnetischem und/oder elektrisch leitendem Werkstoff.
  • Der wesentliche Vorteil besteht darin, daß sich ein Schirm nicht nur verhältnismäßig einfach herstellen, sondern auch in fertigungstechnisch günstiger Weise bei der Herstellung der Einleiterstromwandler bzw. bei ihrer Anordnung in der Metallkapsel an der gewünschten Stelle plazieren läßt. Ein spezieller Aufbau der Sekundärwicklungsanordnung ist nicht mehr erforderlich, es sei denn, der Schirm ist als zusätzliche Maßnahme vorgesehen.
  • Der Schirm kann gemäß der Erfindung in unterschiedlicher Weise ausgestaltet sein; so wird es als vorteilhaft angesehen, wenn der Schirm eine z. B. ebene Platte ist, die innen an der Metallkapsel gehalten ist. Der Vorteil einer solchen Ausbildung des Schirmes besteht vor allem in seiner leichten Herstellbarkeit; ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, daß er sich auch einfach an der Metallkapsel befestigen läßt, so daß bei Verwendung eines als ebene Platte ausgebildeten Schirmes in den Aufbau der einzelnen Einleiterstromwandler überhaupt nicht eingegriffen zu werden braucht.
  • Es kann auch vorteilhaft sein, mit der Platte eine weitere Platte über Kontaktelemente zu verbinden, die sich an den senkrecht zur Achse der Stromleiter verlaufenden Rändern der beiden Platten befinden. Die Platten können in diesem Falle aus elektrisch leitendem Werkstoff bestehen, weil der so gebildete Schirm eine Kurzschluß-, windung darstellt, in der infolge Induktion ein Gegenfeld zu dem Streufeld des jeweils benachbarten Stromleiters erzeugt wird; der Einfluß von Streufeldern wird dadurch weitgehend kompensiert.
  • Besonders vorteilhaft erscheint es, wenn der aus zwei Platten in der beschriebenen Weise aufgebaute Schirm aus einem ferromagnetischem und elektrisch leitendem Werkstoff besteht, weil die Schirmwirkung in einem solchen Falle durch die ferromagnetischen Eigenschaften des Werkstoffes noch verstärkt wird.
  • Sind die Schirme fest mit der Metallkapsel und stabil miteinander verbunden, dann können sie auch zur Halterung der Eisenkerne mit Sekundärwicklungen innerhalb der Metallkapsel ausgenutzt werden.
  • Es wird ferner als vorteilhaft angesehen, wenn der Schirm der Außenkontur der Eisenkerne entsprechend geformt und außen um den jeweiligen Eisenkern, an der dem benachbarten Stromleiter zugewandten Seite angeordnet ist. In diesem Fall ist nämlich die Möglichkeit gegeben, den Schirm am jeweiligen Eisenkern zu haltern, so daß die Einleiterstromwandlerp so weit es ihren Aufbau aus Eisenkern und Sekundärwicklung betrifft, einschließlich der Schirme fertig montiert hergestellt werden können und zusätzliche Maßnahmen an der Metallkapsel zur Halterung der Schirme entfallen können.
  • Es kann ausreichend sein, nicht alle nebeneinander in einer Metallkapsel angeordneten Eisenkerne mit einem Schirm zu versehen; schon zur Vereinfachung der Fertigung und zur Vermeidung einer Typenvielfalt und auch zur Erhöhung der Schirmwirkung wird man jedoch vorteilhafterweise jeden Eisenkern außen mit einem Schirm umgeben.
  • Bestehen die Schirme mit einer der Ausenosur ser Eisenkerne entsprechenden Gestalt aus ferromagnetischem Werkstoff, dann bilden sie vorteilhafterweise einen unterbrochenen Ring, dessen Unterbrechungsstelle auf der von dem benachbarten Stromleiter abgewandten Seite liegt. Dadurch wird infolge des verhältnismäßig langen Luftspaltes verhindert, daß der Nutsfluß des Eisenkernes des jeweiligen Einleiterstromwandlers in den Schirm übertritt, dort eine Sättigung hervorruft und somit die Schirmwirkung verringert.
  • Ist dagegen der Schirm aus elektrisch leitendem Werkstoff hergestellt, dann bildet er zweckmäßigerweise einen geschlossenen Ring, der den jeweiligen Eisenkern an seiner äußeren Mantelfläche vollständig umfaßt.
  • Unabhängig davon, ob der Schirm jeweils aus ferromagnetischem oder elektrisch leitendem Werkstoff hergestellt ist, kann er in unterschiedlicher Weise konstruktiv mit dem Aufbau aus Eisenkern und Sekundärwicklung verbunden sein. So kann der Schirm zwischen Eisenkern und Sekundärwicklung des jeweiligen Einleiterstromwandlers liegen, wobei jedoch darauf zu achten ist, daß ein ausreichender Abstand in radialer Richtung zwischen Eisenkern und Schirm vorgesehen wird. Dies bedingt ein verhältnismäßig starkes Anwachsen jedes Einleiter-Stromwandlars in radialer Richtung, so daß es aus Gründen eines möglichst geringen Raumbedaris vnrteilhafter erscheint, wenn der Schirm den Aufbau aus Eisenkern und Sekundärwicklung außen umfaßt.
  • Inbesondere bet einer Anordung der Schirme in der zuletzt beschriebenen Weise läßt sich der Schirmwirkung noch zusätzlich dadurch erhöhen, daß im Bereich der Stirnseiten benachbarter Schirme Kontaktbrücken zur galvanischen Verbindung benachbarter Schirme vorgesehen werden. Es ist dadurch jeweils eine Kurzschlußwindung gebildet, in der infolge Induktion jeweils ein Gegenfeld zu dem Feld erzeugt wird, das durch den Schirm vom benachbarten Leiter übertreten will. Damit ist mit großer Sicherheit eine Störung des Übertragungsverhaltens des jeweiligen Einleiterstromwandlers durch die von den Nachbarleitern ausgehenden Magnetfelder verhindert.
  • Bestehen die verwendeten Schirme aus ferromagnetischem Material, dann ist es vorteilhaft, sie aus dünnen Blechen aufzubauen, weil dadurch die Schirmwirkung vergrößert wird.
  • Zur Erläuterung der Erfindung ist in
    • Fig. 1 ein Schnitt durch ein Ausführungsbeispiel einer Hochspannungsschaltanlage mit drei Einleiterstromwandlern mit aus ebenen Platten gebildeten Schirmen, in
    • Fig. 2 ein ähnliches Ausführungsbeispiel mit aus jeweils zwei ebenen Platten mit Kontaktelementen gebildeten Schirmen, in
    • Fig. 3 ein Querschnitt durch eine Hochspannungsschaltanlage mit drei Einleiterstromwandlern mit außen auf dem Aufbau aus Eisenkern und Sekundärwicklung aufgebrachten Schirmen aus elektrisch leitendem Material, in
    • Fig. 4 ein Längsschnitt der Linie IV - IV durch dasselbe Ausführungsbeispiel und in
    • Fig. 5 ein weiteres Ausführungsbeispiel mit Einleiterstromwandlern aus zwischen Eisenkern und Sekundärwicklung angeordneten Schirmen aus ferromagnetischem Material wiedergegeben.
  • Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 sind in einer Metallkapsel 1 einer Hochspannungsschaltanlage 2 drei Hochspannungsleiter 3, 4 und 5 angeordnet. Die Hochspannungsleiter 3, 4 und 5 sind von jeweils einem Eisenkern 6, 7 und 8 umgeben, die jeweils eine Sekundärwicklung 9, 10 und 11 tragen. Die Hochspannungsleiter 3, 4 und 5 bilden somit mit dem jeweiligen Aufbau aus den Eisenkernen 6 bis 8 und den Sekundärwicklungen 9 bis 11 jeweils einen Einleiterstromwandler 12, 13 und 14.
  • Um eine Beeinträchtigung des Fehlerverhaltens der einzelnen Einleiterstromwandler 12 bis 14 durch die jeweiligen benachbarten Stromleiter zu vermeiden, sind Schirme 15, 16 und 17 vorgesehen, die als ebene Platten ausgebildet sind. Die Schirme 15 bis 17 sind sternförmig angeordnet und liegen somit jeweils zwischen den einzelnen Einleiterwandlern 12 bis 14. Die Schirme 15 bis 17 sind aus mehreren Blechen aus ferromagnetischem Werkstoff aufgebaut und weisen daher eine relativ hohe Schirmwirkung auf. Die Schirme 15 bis 17 sind an der Metallkapsel 1 befestigt und stoßen in der Mitte der Metallkapsel 1 zusammen; sie können auch dort in geeigneter Weise miteinander verbunden sein.
  • Die Schirme 15 bis 17 können auch aus elektrisch leitendem Werkstoff bestehen, weil auch in diesem Falle durch Wirbelströme eine abschirmende Wirkung erzielt wird.
  • Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 bilden wiederum die Hochspannungsleiter 3, 4 und 5 mit den Eisenkernen 6, 7 und 8 sowie den Sekundärwicklungen 9, 10 und 11 jeweils einen Einleiterstromwandler 12, 13 und 140
  • Schirme 20, 21 und 22 sind wiederum eben ausgebildet und erstrecken sich vom Rand der Metallkapsel 1 bis zu ihrer Achse, um dort zusammen zu stoßen. Jeder der Schirme 20 bis 22 besteht aus einer ebenen Platte 23, zu der parallel eine weitere ebene Platte 24 angeordnet ist. Die Platten 23 und 24, die aus ferromagnetischem Werkstoff und/oder elektrisch leitendem Werkstoff bestehen können, sind an ihren senkrecht zu den Stromleitern 3 bis 5 verlaufenden Stirnseiten durch Kontaktelemente 27 nicht nur mechanisch, sondern auch elektrisch leitend miteinander verbunden: Jeder der Schirme 20 bis 22 bildet demzufolge eine Kurzschlußwindung, in der in Richtung der eingezeichneten Stromrichtungen 29 und 30 jeweils ein Kompensationsstrum Jk fließt. Dieser Kompensationsstrom Jk wird infolge von Induktion in den Schirmen 20 bis 22 hervorgerufen und erzeugt ein magnetisches Feld, das dem Streufeld der jeweils benachbarten Stromleiter 3 und 4 bzw. 4 und 5 bzw. 3 und 5 entgegengerichtet ist; dadurch tritt eine weitgehende Kompensation der Streufelder ein, so daß das Fehlerverhalten der einzelnen Einleiterstromwandler 12 bis 14 durch Streufelder der jeweils benachbarten Stromleiter weitgehend unbeeinflußt ist.
  • Bei dem in den Figuren 3 und 4 gezeigten Ausführungsbeispiel ist wiederum von den Stromleitern 3, 4 und 5 zusammen mit Eisenkernen 6, 7 und 8 sowie Sekundärwicklungen 9, 10 und 11 jeweils ein Einleiterstromwandler 12, 13 und 14 gebildet. Jeder Einleiterstromwandler 12 bis 14 ist an seiner äußeren Mantelfläche 40, 41 und 42 von einem Schirm 43, 44 und 45 umgeben, der einen geschlossenen ringförmigen Zylinder bildet. Jeder der Schirme 43 bis 45 besteht aus elektrisch leitendem Werkstoff.
  • Wie insbesondere Fig. 4 erkennen läßt, erstrecken sich die Zylinder-43 bis 45 über die Stirnseiten 46 und 47 der Sekundärwicklungen 9 bis 10 in Richtung der Stromleiter 3 bis 5 hinaus und sind an ihren Enden durch Kontaktbrücken 48 und 49 galvanisch miteinander verbunden. Es wird dadurch jeweils eine Kurzschlußwindung gebildet, die infolge eines in ihr induzierten Stromes ein magnetisches Gegenfeld zu dem jeweiligen Streufeld erzeugt.
  • Fließt nämlich z. B. im Stromleiter 3 ein Strom J1 in Richtung des dargestellten Pfeiles, dann wird von diesem Strom J1 trotz des Schirmes 43 ein Magnetfluß außerhalb des Schirmes 43 im Bereich des anderen Einleiterstromwandlers 13 hervorgerufen; dieser Fluß ist in der Fig. 4 mit φ1 bezeichnet. Infolge Induktion wird in der aus den Schirmen 43 und 44 und den Kontaktbrücken 48 und 49 gebildeten Kurzschlußwindung ein Kompensationsstrom Jk hervorgerufen, der in Richtung der eingezeichneten Pfeile die Kurzschlußwindung durchfließt und dadurch einen Kompensationsfluß φk erzeugt. Dieser Kompensationsfluß ist dem Fluß φ1 entgegengerichtet und verstärkt somit die Abschirmwirkung der Schirme 43 und 44, indem er das in den Bereich des benachbarten Einleiterstromwandlers 13 hineinreichende, vom Strom J1 herrührende Magnetfeld schwächt.
  • Entsprechendes gilt hinsichtlich des Stromes J2, der in Richtung des eingezeichneten Pfeiles durch den weiteren Stromleiter 4 fließen möge; auch in diesem Falle wird der durch den Strom J2 erzeugte Fluß durch den Kompensationsfluß φk weitgehend aufgehoben. Es zeigt sich also, daß bei Verwendung der Kontaktbrücken 48 und 49 die Wirkung der Schirme 43 und 44 noch verstärkt wird, weil ein zusätzlicher Kompensationsfluß φk erzeugt wird.
  • Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 verlaufen in einer Metallkapsel 1 einer vollisolierten Hochspannungsschaltanlage 2 wiederum drei Hochspannungsleiter 3, 4 und 5, die mit Eisenkernen 6, 7 und 8 sowie Sekundärwicklung 9, 10 und 11 jeweils einen Einleiterstromwandler 12, 13 und 14 bilden. Jeder Einleiterstromwandler 12 bis 14 ist mit einem der Außenkontur der Kerne 6 bis 9 entsprechend geformten Schirm 50, 51 und 52 versehen.' Die Schirme 50 bis 52 bestehen aus ferromagnetischem Material und bilden unterbrochene Ringe. Die Unterbrechungsstelle 53, 54 und 55 der Schirme 50 bis 52 befindet sich jeweils an der von den übrigen Stromleiter abgewandten Seite, um die Schirmwirkung nicht zu beeinträchtigen; die Unterbrechungsstellen 53 bis 55 sind vorgesehen, um einen Eisenweg mit möglichst hohem magnetischem Widerstand zu schaffen, damit der jeweilige Nutzfluß in den Kernen 6 bis 8 der einzelnen Einleiterstromwandler 12 bis 14 nicht in die Schirme 50 bis 52 übertritt und dort eine Sättigung hervorruft. Die Schirme 50 bis 52 sind jeweils im Abstand A von den Eisenkernen 6 bis 7 angeordnet, um die von den benachbarten Stromleiter herrührenden Magnetflüsse an dem jeweiligen Eisenkern 6 bis 8 vorbeileiten zu können.
  • Die einzelnen Schirme 50 bis 52 sind vorteilhafterweise aus einzelnen Blechen aufgebaut, um eine möglichst hohe Schirmwirkung zu erzielen. Es ist aber auch möglich die Schirme aus Sintermaterial herzustellen.
  • Mit der Erfindungwird eine Hochspannungsschaltanlage mit mehreren nebeneinander in einer Metallkapsel angeordneten Einleiterstromwandlern vorgeschlagen, bei denen das Fehlerverhalten der einzelnen Stronwandler durch die Ströme bzw. die Magnetfelder benachbarter Stromleiter der Metallkapsel nicht beeinträchtigt wird.

Claims (11)

1. Vollisolierte, metallgekapselte Hochspannungsschaltanlage mit mehreren in der Metallkapsel verlaufenden Stromleitern, die mit nebeneinander angeordneten und Sekundärwicklungen tragenden Eisenkernen jeweils einen Einleiterstromwandler bilden, dadurch gekennzeichnet , daß zwischen jeweils benachbarten Eisenkernen (6, 7, 8) zumindest ein Schirm (15, 16, 17) aus ferromagnetischem und/oder elektrisch leitendem Werkstoff liegt (Fig. 1).
.2. Hochspannungsschaltanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Schirm (15, 16, 17) eine Platte ist, die innen an der Metallkapsel (1) gehalten ist (Fig. 1).
3. Hochspannungsschaltanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß mit der Platte (23) eine weitere Platte (24) über Kontaktelemente (27, 28) verbunden ist, die sich an den senkrecht zur Achse der Stromleiter (3, 4, 5) verlaufenden Rändern (25, 26) der beiden Platten (23, 24) befinden (Fig. 2).
4. Hochspannungsschaltanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Schirm (50,'51, 52) der Außenkontur der Eisenkerne (6, 7, 8) entsprechend geformt und außen um den jeweiligen Eisenkern (z. B. 6) an der dem benachbarten Stromleiter (3, 4, 5) zugewandten Seite angeordnet ist (Fig. 5).
5. Hochspannungsschaltanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß jeder Eisenkern (6, 79 8) außen von einem Schirm (50, 51, 52) umgeben ist (Fig. 5).
6. Hochspannungsschaltanlage nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet , daß der Schirm (50, 51, 52) aus ferromagnetischem Werkstoff einen unterbrochenen Ring bildet, dessen Unterbrechungsstelle (53, 54, 55) auf der von dem benachbarten Stromleiter (3, 4, 5) abgewandten Seite liegt (Fig. 5).
7. Hochspannungsschaltanlage nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet , daß der Schirm (43, 44, 45) aus elektrisch leitendem Werkstoff einen geschlossenen Ring bildet (Fig. 3/4).
8. Hochspannungsschaltanlage nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet , daß der Schirm (50, 51, 52) zwischen Eisenkern (6, 7, 8) und Sekundärwicklung (9, 10, 11) des jeweiligen Einleiterstromwandlers (12, 13, 14) liegt (Fig. 5).
9. Hochspannungsschaltanlage nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Schirm ( 43, 44, 45) den Aufbau aus Eisenkern (6, 7, 8) und Sekundärwicklung (9, 10, 11) außen umfaßt (Fig. 3/4).
10. Hochspannungsschaltanlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet , daß im Bereich der Stirnseiten benachbarter Schirme (z. B. 43, 44) Kontaktbrücken (48, 49) zur galvanischen Verbindung der benachbarten Schirme (z. B. 43, 44) vorhanden sind (Fig. 3/4).
11. Hochspannungsschaltanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6 sowie 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Schirme (15, 16, 17) aus ferro- magnetischem Material aus einzelnen Ilechen bestehen (Fig. 1)
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